Scott og Hope fortsetter å utforske livet både som et par og som superhelter. Livet smiler – Scott har skrevet bok, Hope jobber med humanitære formål, og deres familie – Janet, Hank og Cassie – er endelig en del av hverdagen deres. Cassie deler sin families lidenskap for vitenskap og teknologi, og viser spesielt interesse for kvanteriket. Men nysgjerrigheten hennes fører til at de alle tar en uventet enveisturtil til den enorme subatomære verdenen, hvor de møter nye skapninger, et nytt samfunn og en tidsmanipulerer med en truende agenda. Scott, Cassie, Hope, Janet og Hank blir dratt i ulike retninger, fortapt i en verden i krig uten en anelse på om de noen gang vil finne veien hjem igjen.

Filmen inneholder flere sekvenser med blinkende lys som kan påvirke de som har lysfølsom epilepsi eller har andre former for lyssensitivitet.